TWI291590B - Image display device - Google Patents

Description

1291590 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域] 該發明是關於具備有相向配置之基板，和被設置在基 板間之間隔物的畫像顯示裝置。 【先前技術】 近年來’當作取代陰極射線管（以下稱爲CRT )的下 一代輕薄型之顯示裝置，則以各種平面型之畫像顯示裝置 受到注目。例如以平面顯示裝置發揮機能之場致發射裝置 (以下稱爲FED)的一種而言，則持續開發有表面傳導型 電子放射裝置（以下稱爲SED)。 該SED是具備有隔著規定間隔而相向配置的第1基 板和第2基板’該些基板是依據經由矩形之側壁而互相接 合週邊部而構成真空外圍器。在第1基板之內面上形成有 3色之螢光體層及金屬敷層，在第2基板之內面上，配列 有對應於各畫素之多數電子放射元件，當作激勵螢光體之 電子源。各電子放射元件是由電子放射部，和施加電壓於 該電子放射部之一對電極等所構成。 於上述SED中，第1基板及第2基板間之空間，即 是真空外圍器內維持高真空度是極爲重要。真空度若爲低 之時，電子放射元件之壽命，進而裝置之壽命則下降。再 者，第1基板和第2基板間因爲真空，故對第1基板、第 2基板起大氣壓作用。在此，爲了支撐作用於該些基板之 大氣壓負荷，維持基板間之間隙，故於兩基板間配置有多 -5- 1291590 (2) 數的板狀或柱狀間隔物。 爲了將間隔物配置在整個第1基板及第2基板之全表 面上，不接觸於第1基板之螢光體、第2基板之電子放射 元件，則必須準備極薄之板狀或極細之柱狀間隔物。該些 間隔物因不可設置極接近於電子放射元件，故必須使用絕 緣體材料當作間隔物。同時，若欲達成第1基板及第2基 板之薄板化時，則必須使用更多之間隔物。 針對間隔物在第1基板之螢光體間及第2基板之電子 放射元件間之定位，提案有瞄準螢光體間或電子放射元件 間而直接安裝間隔物之方法。再者，於日本特開 200 1 -272927號公報中，提案有以高位置精度在事先形成 有電子通過孔之金屬板的表面被面上形成多數間隔物，並 將形成在該金屬板之間隔物定位於第1基板或是第2基板 上之方法。 於具備有上述般之間隔物的SED中，各間隔物之一 端是經由金屬敷層及螢光面而抵接於第1基板之內面。但 是’該些間隔物因形成爲極薄之板狀或極細之柱狀，故於 第1基板之抵接部上，則有間隔物之前端刮傷金屬敷層或 螢光面之可能性。也有形成在第1基板內面之金屬敷層部 分性地剝落之可能性。剝落之金屬敷層之一部分則在SED 產生異物，成爲發生放電之主要原因。 【發明內容】 該發明是鑒於以上之點而所創作出者，其目的是提供 -6 - 1291590 (3) 可以防止因間隔物而引起金屬敷層、螢光面之損傷，並且 提升對放電的耐壓性的畫像顯示裝置。 爲了達成上述目的，該發明之態樣所涉及之畫像顯示 裝置是具備有具有螢光面之第1基板；與上述第1基板隔 著間隙而被相向配置，同時設置有用以激勵上述螢光面之 多數電子放射源的第2基板；和用以支撐作用於上述第1 及第2基板之大氣壓負荷的間隔物部件， 上述間隔物部件是具備有以接觸於上述第1基板之狀 態，被設置在第1及第2基板之間，相向於第1基板和第 2基板，而且具有各相向於上述電子放射源的多數電子束 通過孔的板狀間隔物支撐構件；和被豎立設置在上述間隔 物支撐構件之第2基板側上，各抵接於上述第2基板之多 數間隔物。 若依據如上述般所構成之畫像顯示裝置，依據僅在間 隔物支撐構件之第2基板側上設置間隔物，則可以增長各 間隔物之長度，分開間隔支撐構件和第2基板的距離。依 此，提升間隔物支撐構件和第2基板之間的耐壓性，可抑 制該些之間的放電發生。 再者，將間隔物支撐構件抵接於第1基板內面而予以 設置之時，間隔物支撐構件是面接觸於第1基板之內面的 金屬敷層，以面推壓該金屬敷層及螢光面。因此，可以防 止金屬敷層之剝落，以及金屬敷層及螢光面之損傷。依此 ，可長期間維持良好之畫像品質。同時可以抑制因剝落之 金屬敷層所引起之放電發生。 1291590 (4) 【實施方式】 一面參照以下圖面，針對該發明適用於S ED之實施 形態予以詳細說明。 如第1圖至第3圖所示般，SED是具備各由矩形玻璃 板所構成之第1基板1 〇及第2基板1 2，該些基板是隔著 大約1.0〜2.0 mm之間隙而被對應配置。第1基板1〇及 第2基板1 2是經由由玻璃所構成之矩形的側壁1 4而彼此 接合週邊部，構成內部維持真空之扁平矩形的真空外圍器 15 〇 在第1基板10之內面的幾乎整個表面上形成有當作 螢光面發揮機能之螢光體屏蔽16。該螢光體屏蔽16是排 列發光紅色、藍色、綠色之螢光體層R、G、B及遮光層 1 1而所構成，該些螢光體是形成條紋狀或點狀。於螢光 體屏蔽16上依序形成有由鋁等所構成之金屬敷層17及無 圖示之吸氣膜。 於第2基板12之內面上，設置有各放射電子束之多 數表面傳導型之電子放射元件18，當作激勵螢光體屏蔽 16之螢光體層R、G、B之電子放射源。該些電子放射元 件1 8是對應於每畫素而被配列在多數列及多數行上。各 電子放射元件1 8是由無圖示之電子放射部、將電壓施加 於該電子放射部上之一對元件電極等所構成。在第2基板 1 2之內面上矩陣狀地設置有用以供給電位至電子放射元 件1 8上之多數條配線2 1，該端部是被拉出至真空外圍器 -8- 1291590 (5) 1 5之外部。 作爲接合構件而發揮機能之側壁1 4是藉由例如低熔 點氣體、低熔點金屬等之密封材料2 0，密封第1基板1 0 之周圍部及第2基板1 2之周圍部，接合該些基板彼此。 如第2圖至第4圖所示般，SED是具備有被配置於第 1基板1 0及第2基板1 2之間的間隔物部件22。於本實施 形態中，間隔物部件22是具有由矩形金屬板所構成之間 隔物支撐構件24，和一體性僅豎立設置在間隔物支撐構 件之一方表面上的多數柱狀間隔物3 0。 若詳細敘述，則間隔物支撐構件24是具有與第1基 板10之內面相向之第1表面2 4a及與第2基板12之內面 相向的第2表面24b，與該些基板平行地被配置著。於間 隔物支撐構件24上依據蝕刻等形成有多數電子束通過孔 26。電子束通過孔26是各與電子放射元件18相向而被配 列，透過自電子放射元件所出之放射電子束。 間隔物支撐構件24是藉由例如鐵-鎳系列之金屬板 而形成厚度0.1〜0.25 mm，電子束通過孔26是被形成例 如0.15〜0.2 5 mm x0. 15〜0.2 5 mm之矩形。在間隔物支撐 構件24之表面上形成有塗佈、燒結以玻璃、陶瓷等爲主 成分之絕緣性物質的高電阻膜4 0，當作絕緣層。若依據 本實施形態，間隔物支撐構件24之第1及第2表面24a 、24b及各電子束通過孔26之內壁面，是藉由Li系列之 鹼硼矽玻璃所構成之厚度約1 〇 // m之高阻抗膜4 0所覆蓋 。間隔物支撐構件24是該第1表面24a經由吸氣膜、金 -9- 1291590 (6) 屬敷層17、螢光體屏蔽16而面接觸於第1基板1〇之內 面的狀態下而被設置。 如第3圖及第4圖所示般，將第1基板10及第2基 板12之長邊方向設爲X，寬方向設爲Y之時，被設置在 間隔物支撐構件24之電子束通過孔26是沿著X方向而 以規定間距被配列，再者，針對Y方向，是以比X方向 之間距還大之間距所配列。被形成於第1基板1 〇之螢光 體屏蔽16之螢光體層R、G、B，針對X方向及Y方向各 是以與電子束通過孔2 6相同之間距所配列，各與電子束 通過孔相向。同樣地，第2基板1 2上之電子放射元件i 8 是通過電子束通過孔26，而與所對應之螢光體層相向。 如第2圖至第4圖所示般，在間隔物支撐構件24之 第2表面2 4 b上一體性豎立設置有間隔物3 0。間隔物3 0 之延伸端是抵接於第2基板1 2之內面。在此，間隔物3 0 之延伸端是位於被設置在第2基板1 2之內面上之配線2 i 上。各間隔物3 0是被形成自間隔物支撐構件24側朝向延 伸端，直徑漸漸縮小之尖細錐狀。例如，間隔物3 0是被 形成高度約1 · 4mm。沿著與間隔物支撐構件表面平行方向 之間隔物3 0的剖面則幾乎形成橢圓形。 如上述般所構成之間隔物部件2 2是被配置在第1基 板1 〇及第2基板1 2間。間隔物部件22是依據間隔物支 撐構件2 4面接觸於第1基板1 〇，且間隔物3 〇之延伸端 抵接於第2基板1 2之內面，支撐作用於該些基板之大氣 壓荷重，將基板之間隔維持於規定値。 -10- 1291590 (7) SED是具備有將電壓施加於間隔物支撐構件24及第 1基板1 〇之金屬敷層1 7之無圖示的電壓供給部。該電壓 供給部是各被連接於間隔物支撐構件24及金屬敷層1 7， 例如將與間隔物支撐構件及金屬敷層相同之電壓，或是僅 比金屬敷層高之電壓，施加於間隔物支撐構件。於SED 中顯示畫像之時，藉由被施加於螢光體屏蔽1 6及金屬敷 層1 7之陽極電壓，加速自電子放射元件1 8所放射出之電 子束而向螢光體屏蔽16衝突。依此，螢光體屏蔽16之螢 光體層被激勵而發光，顯示出畫像。 接著，針對如此般所構成之SED之製造方法予以說 明。 首先，於製造間隔物部件22之時，例如，脫脂、洗 淨、乾燥由Fe — 50% Ni所構成之板厚0.12 mm之金屬 板。接著，依據蝕刻在該金屬板上形成電子束通過孔26 ，當作間隔物支撐構件24。之後，依據氧化處理使間隔 物支撐構件予以氧化，包含電子束通過孔26之內面，在 間隔物支撐構件表面上形成絕緣膜。並且，在絕緣膜上， 噴附以玻璃爲主成分之敷層液而予以被覆，以90 °C之溫 度，1 5分鐘乾燥後，以5 5 0 °C予以燒結而形成高電阻膜 4 0 〇 接著，準備具有與間隔物支撐構件24幾乎相同尺寸 之無圖示之矩形板狀之成形模型。成形模型是具有間隔物 成形用之多數透孔。於各透孔定位成在電子束通過孔26 間可與間隔物支撐構件24相向的狀態下，使成形模型密 -11 - 1291590 (8) 著於間隔物支撐構件之第2表面24b。然後，使用 之箝位器使成形模型及間隔物支撐構件24互相固 著狀態。並且，事先於成形模型上塗抹離型劑。 之後，自成形模型之外側供給膠狀的間隔物形 ’並將間隔物形成材料充塡於成形模型之透孔。作 物形成材料，可使用至少含有紫外線硬化型之黏名 機成分）及玻璃塡料的玻璃膠。接著，對被充塡；^ 形成材料，自成形模型之外側照射紫外線（UV ) 隔物形成材料予以UV硬化。之後，因應所需，I 熱硬化亦可。接著，依據2 8 0 °C之熱處理熱分解被 成形模型之各透孔的離型劑，在間隔物形成材料和 間作成間隙，將成形模型自間隔物支撐構件2 4離g 並且，將充塡有間隔物形成材料之間隔物支 2 4在加熱爐內予以熱處理，黏合劑自間隔物形成 發後，以約5 2 5 °C之溫度，3 0分鐘〜1小時燒結間 成材料。依此，取得間隔物形成材料被玻璃化，具 隔物支撐構件24 —體之間隔物3 〇的間隔物部件 隔物之燒結溫度因是形成於間隔物支撐構件24之 月旲的軟化點溫度以下’故可以不會使高電阻膜之膜 變質地燒結間隔物。 另外’事先設置配置有螢光體屏蔽16及金屬 之第1基板1 〇，和電子放射元件1 8及配線21，並 接合有側壁14之第2基板。接著，將如此所取得 物部件22定位配置在第2基板1 2上。於該狀_中 無圖示 定成密 成材料 爲間隔 劑（有 間隔物 ，使間 使執行 塗佈於 模型之 [〇 撐構件 材料散 隔物形 有與間 22。間 高電阻 質予以 敷層17 且準備 之間隔 ，將第 -12- 1291590 (9) 1基板1 〇、第2基板1 2及間隔物部件22配置在真空室內 ，並真空排氣真空室內。然後，在將第1基板10、第2 基板1 2及間隔物部件22定位於規定位置之狀態下，經由 側壁14將第1基板接合於第2基板。依此，製造出具備 有間隔物部件22之SED。 若依據上述般所構成之SED，依據僅在間隔物支撐構 件24之第2基板12側設置間隔物3 0，則可以增長各間 隔物之長度，分離間隔物支撐構件2 4和第2基板1 2的距 離。依此，可提升間隔物支撐構件和第2基板之間的耐壓 性，抑制該些間之放電發生。 間隔物支撐構件24是被設置成接觸於第1基板1 〇之 內面。因此，間隔物支撐構件24是面接觸於被設置在第 1基板10之內面的金屬敷層17，並以面推壓該金屬敷層 及螢光體屏蔽1 6。因此，可以防止金屬敷層1 7之剝落以 及金屬敷層及螢光面之損傷。依此，可以長期間維持良好 畫像品質。同時，可以抑制因剝落的金屬敷層所引起之放 電發生，取得信賴性提升之SED。 施加於間隔物支撐構件24之電壓，是被設定成與施 加於第1基板1 〇之電壓相同，或僅些許小。該電壓即使 被設定成比施加於第1基板之電壓大亦可。例如，將施加 於間隔物支撐構件24之電壓設定成比施加於第1基板1 〇 之電壓僅高出0.2〜1 Kv之時，可以依據間隔物支撐構件 24吸收在第1基板所發生之反射電子、二次電子，可達 成提升顯示畫像之對比度。於施加相同電壓至間隔物支撐 -13- 1291590 (10) 構件24及第1基板1 〇之時，即使省略被設置在間隔物支 撐構件之第1表面24a側的絕緣層亦可。 本發明並不限定於上述實施形態，只要實施階段在不 脫離該主旨之範圍下，可變化構成要素。再者，可依據揭 示於上述實施形態多數構成要素的適當組合，形成各種發 明。例如，即使由揭示於實施形態之全構成要素刪除幾個 構成要素亦可並且，即使適當組合不同實施形態中之構成 要素亦可。 例如，於上述實施形態中，雖然爲間隔物支撐構件是 直接接觸於第1基板之內面的構成，但是即使將比間隔物 接觸面積還大之帶狀或板狀的介在構件，夾於間隔物支撐 構件和第1基板之間亦可。即使於此時，亦可以藉由介在 構件以面推壓金屬敷層，防止金屬敷層之剝落以及金屬敷 層及螢光體之損傷。 其他，間隔物之直徑或高度、其他構成要素之尺寸、 材質等並不限定於上述之實施形態，可因應所需適當選擇 。間隔物不限於柱狀，即使形成板狀亦可。該發明不限於 使用表面傳導型電子放射元件者當作電子源，亦可適用於 使用電場放射型奈米碳管等之其他電子源的畫像顯示裝置 產業上之利用可行性 如以上所述般，若依據本發明，則可以提供防止金屬 敷層、螢光面之損傷，並提升對放電之耐壓性的畫像顯示 -14- 1291590 (11) 裝置。 【圖式簡單說明】 第1圖是表示該發明實施形態所涉及之SED之斜視 圖。 第2圖是表示沿著第1圖之線Π — Π剖開上述SED 的上述S E D斜視圖。 第3圖是表示放大上述SED之剖面圖。 第4圖是表示上述SED中之間隔物部件的平面圖。 元件符號對照表 10 第1基板 11 遮光層 12 第2基板 14 側壁 15 真空外圍器 16 螢光體屏壁 17 金屬敷層 18 電子放射元件 20 密封材料 2 1 配線 22 間隔物部件 24 間隔物支撐構件 24a第1表面 -15- 1291590 (12) 24b第2表面 26 電子束通過孔 30 間隔物 40 高電阻膜

-16-

Claims (1)

1. 日分(Id正本 爾酬 拾、申請專利範圍 第9 3 1 1 4 1 1 7號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國94年12戶 1. 一種畫像顯示裝置，其特徵爲：具備 具有螢光面之第1基板； 與上述第1基板隔著間隙而被相向配置1 用以激勵上述螢光面之多數電子放射源的第： 用以支撐作用於上述第1及第2基板之^ 間隔物部件， 上述間隔物部件是具備有以接觸於上述If 態，被設置在第1及第2基板之間，相向於負 2基板，而且具有各相向於上述電子放射源白' 通過孔的板狀間隔物支撐構件；和 被豎立設置在上述間隔物支撐構件之第： 各抵接於上述第2基板之多數間隔物， 上述第1基板是具有重疊於上述螢光面]f 1基板之內面的金屬敷層，上述間隔物支撐牛| 上述金屬敷層， 上述間隔物支撐構件是由金屬板所形成。 2 ·如申請專利範圍第1項所記載之畫僧 其中’上述間隔物支撐構件是具有抵接於上迎 第1表面’和與上述第2基板相向，而且豎^ 間隔物的第2表面。 28日修正 有 同時設置有 基板；和 氣壓負荷的 1基板之狀 1基板和第 多數電子束 基板側上， 被形成在第 件是抵接於 顯示裝置， 第1基板之 設置有上述 1291590 3.如申請專利範圍第1項或第2項所記載之畫像顯 示裝置，其中，上述間隔物支撐構件之至少一方的表面是 藉由絕緣層而被覆蓋。 4 ·如申請專利範圍第1項或第2項之所記載之畫像 顯示裝置，其中，上述間隔物支撐構件之兩面是藉由絕緣 層而被覆蓋。 5 ·如申請專利範圍第3項所記載之畫像顯示裝置，其 中具備有施加電壓於上述第1基板，並且將施加於第1基板 之電壓以上的電壓施加於上述間隔物支撐構件的電壓供給 部。